M·MMP·4·05·064/22

LIBRO: MMP. MÉTODOS DE MUESTREO Y

PRUEBA DE MATERIALES
PARTE: 4. MATERIALES PARA PAVIMENTOS
TÍTULO: 05. Materiales Asfálticos, Aditivos y Mezclas
CAPÍTULO: 064. Selección y Clasificación del Grado de Desempeño (PG) de Cementos Asfálticos

A. CONTENIDO

Este Manual contiene el procedimiento para seleccionar y clasificar el grado de desempeño (PG) de
los cementos asfálticos, convencionales o modificados, para ser utilizados en la elaboración de
mezclas asfálticas que se utilicen en la construcción de carpetas, al que se refiere la Norma
N·CMT·4·05·004, Calidad de Cementos Asfálticos según su Grado de Desempeño (PG).

B. OBJETIVO

Este procedimiento permite determinar las temperaturas bajas y altas que se esperan en la carpeta
asfáltica de un pavimento en un tramo carretero, ubicado en una zona geográfica determinada, las
cuales servirán de base para seleccionar el cemento asfáltico según su grado de desempeño (PG)
más adecuado para el clima de la zona en estudio, y luego clasificarlo de acuerdo con la intensidad
de tránsito y la velocidad de proyecto u operación del tramo carretero.

C. REFERENCIAS

Este Manual se complementa con la Norma N·CMT·4·05·004, Calidad de Cementos Asfálticos según
su Grado de Desempeño (PG).

D. PROCEDIMIENTO PARA LA SELECCIÓN DEL GRADO DE DESEMPEÑO (PG)

Para seleccionar el cemento asfáltico más adecuado para una carpeta que se construirá en una zona
geográfica con condiciones de temperaturas específicas, será necesario determinar las temperaturas
máxima y mínima por lo menos en los últimos 20 años como se indica a continuación:

D.1. CÁLCULO DE LAS TEMPERATURAS MÁXIMA Y MÍNIMA

Los datos del clima en la zona geográfica, se pueden obtener a partir de las bases de datos del
Sistema Meteorológico Nacional o de la Secretaría. También puede utilizarse otra fuente de
información que sea confiable u oficial, preferiblemente que cuenten con datos estadísticos de
más de 20 años.

Con los datos estadísticos del clima de la zona geográfica donde se vaya a realizar la obra, se
calculan las temperaturas máximas y mínimas, de acuerdo con lo siguiente:

D.1.1. Cálculo de la temperatura máxima Tmáx

Empleando la siguiente fórmula se calculan las temperaturas máximas esperadas en la

carpeta en los sitios donde inicia (Tmáx1) y termina (Tmáx2) el tramo por construir y se elige
como temperatura máxima del tramo (Tmáx) la que resulte mayor y se aproximará al valor
superior más próximo de los considerados en la Tabla 2 de la Norma N·CMT·4·05·004,

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Calidad de Cementos Asfálticos según su Grado de Desempeño (PG). En el caso de tramos

muy largos o con cambios de temperatura muy importantes, el proyecto se dividirá en tramos
homogéneos, en los que se presenten variaciones iguales a un grado de desempeño PG o
menores. En el caso de que la temperatura máxima calculada sea mayor de ochenta y dos
(82) grados Celsius se requerirá un diseño especial como se indica en el Inciso D.1.3. de
este Manual.
0,5
𝑇𝑚á𝑥𝑖 = 54,32 + 0,78𝑇𝑎𝑖𝑟𝑀 − 0,0025𝐿𝑎𝑡𝑖 2 − 15,14𝑙𝑜𝑔(𝐻 + 25) + 𝑍(9 + 0,61𝜎𝑇2𝑎𝑖𝑟𝑀 )

Donde:
Tmáxi = Temperatura máxima calculada debajo de la superficie del pavimento asfáltico en el
sitio, i=1 donde inicia el tramo e i=2 donde termina el tramo por construir,
seleccionando la que resulte mayor de los dos valores, (°C)
TairM = Temperatura máxima promedio del aire de los 7 días consecutivos más cálidos
registrados por lo menos en los últimos 20 años en la zona, (°C)
Lati = Latitud en el sitio, i=1 donde inicia el tramo e i=2 donde termina el tramo por
construir, (°, con aproximación de 5 decimales)
H = Profundidad, (mm) (se recomienda usar 20 mm)
Z = Valor para el nivel de confiabilidad (distribución normal, se recomienda usar 2,055
para una confiabilidad de 98%)
 TairM = Desviación estándar de la temperatura de los 7 días consecutivos más cálidos
registrados por lo menos en los últimos 20 años en la zona, (°C)

D.1.2. Cálculo de la temperatura mínima, Tmín de la zona geográfica donde se vaya a realizar
la obra

Empleando la siguiente fórmula se calcula la temperatura mínima esperada en la carpeta

(Tmín) del tramo por construir, eligiendo entre menos dieciséis (-16) y menos veintidós (-22)
grados Celsius, en caso de resultar menor de menos veintidós (-22) grados Celsius se
requerirá un diseño especial como se indica en el Inciso D.1.3. de este Manual.
0,5
𝑇𝑚í𝑛𝑖 = −1,56 + 0,72𝑇𝑎𝑖𝑟𝑚 − 0,004𝐿𝑎𝑡𝑖 2 + 6,26𝑙𝑜𝑔(𝐻 + 25) − 𝑍(4,4 + 0,52𝜎𝑇2𝑎𝑖𝑟𝑚 )

Donde:
Tmíni = Temperatura mínima calculada debajo de la superficie del pavimento asfáltico en
el sitio, i=1 donde inicia el tramo e i=2 donde termina el tramo por construir,
seleccionando la que resulte menor de los dos valores, (°C)
Tairm = Promedio de las temperaturas mínimas anuales del aire registradas en al menos
los últimos 20 años en la zona, (°C)
Lati = Latitud en el sitio, i=1 donde inicia el tramo o i=2 donde termina el tramo por
construir, (°, con aproximación de 5 decimales)
H = Profundidad, (mm) (se recomienda usar 20 mm)
Z = Valor para el nivel de confiabilidad (distribución normal, se recomienda usar 2,055
para una confiabilidad de 98%)
 Tairm = Desviación estándar de las temperaturas mínimas anuales del aire registradas en
al menos en los últimos 20 años en la zona, (°C)

D.1.3. Para aquellos casos de diseños especiales de mezclas asfálticas, donde las temperaturas
máxima o mínima para seleccionar el grado de desempeño (PG) del cemento asfáltico
resulte ser mayor o menor respectivamente a las indicadas en la Tabla 2 de la Norma
N·CMT·4·05·004, Calidad de Cementos Asfálticos según su Grado de Desempeño (PG)
(temperaturas máximas: sesenta y cuatro (64), setenta (70), setenta y seis (76) u ochenta y
dos (82) grados Celsius, y temperaturas mínimas: menos dieciséis (- 16) y menos veintidós
(- 22) grados Celsius), el diseño contará con la justificación técnica correspondiente y se
someterá a la aprobación de la Secretaría.

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D.1.4. Las temperaturas máxima y mínima calculadas como se indica en la Fracción D.1. de este
Manual, determinan el rango de temperaturas entre las que el cemento asfáltico requerido
se comportará satisfactoriamente, es decir el grado de desempeño (PG), por ejemplo,
PG 64-16.

E. CLASIFICACIÓN CEMENTO ASFÁLTICO SEGÚN SU GRADO DE DESEMPEÑO(PG) POR

INTENSIDAD DE TRÁNSITO Y VELOCIDAD DE PROYECTO U OPERACIÓN DE LA
CARRETERA

Dependiendo de la intensidad de tránsito y velocidad de proyecto u operación el cemento asfáltico

se clasifica agregando la letra correspondiente adelante del valor de la temperatura máxima de la
nomenclatura del cemento asfáltico de manera que se lea con el siguiente formato:
PG XX(Letra)- XX. Las letras asignadas son Normal (S), Alto (H), Muy Alto (V) o Extremadamente
Alto (E) de acuerdo con lo indicado en la Tabla 1 de este Manual.

Por ejemplo, si el grado de desempeño (PG) seleccionado es PG 76-16, la intensidad del tránsito
es de veinte millones (20.x.106) de ejes equivalentes (L) de ocho coma dos (8,2) toneladas y la
velocidad de proyecto u operación es mayor de setenta (70) kilómetros por hora, entonces la letra
que se le asignará será: Alto (H) por lo que se requerirá un cemento asfáltico PG 76H-16.

TABLA 1.- Asignación por intensidad de tránsito y velocidad de proyecto u operación

Velocidad del
Letra asignada
proyecto u operación
km/h
Intensidad
del tránsito v ˃ 70 20 v  70 v ˂ 20
(L) [1]

L < 106 Normal (S) Alto (H) Muy alto (V)

106  L < 30×106 Alto (H) Alto (H) Muy alto(V)

Extremadamente
L ≥ 30×106 Muy alto (V) Muy alto(V)
alto (E)
[1] L es el número de ejes equivalentes de 8,2 t acumulados durante el periodo de servicio del
pavimento en el carril de diseño que en ningún caso será menor de diez (10) años; obtenido
con el método de Instituto de Ingeniería de la UNAM para la condición de daño superficial.

F. EJEMPLO DE SELECCIÓN DEL CEMENTO ASFÁLTICO SEGÚN SU GRADO DE DESEMPEÑO

(PG) PARA UNA MEZCLA ASFÁLTICA

En este ejemplo se utilizó el tramo carretero de Santiago de Querétaro - Puebla, y los cálculos se
muestran a continuación:

F.1. TEMPERATURAS MÁXIMA Y MÍNIMA

Los datos del clima en la zona geográfica, se obtuvieron de las bases de datos del Sistema
Meteorológico Nacional.

F.1.1. Cálculo de la temperatura máxima Tmáxi

F.1.1.1. Con la información de las estaciones climatológicas seleccionadas, se calcula la

temperatura máxima Tmáxi del inicio del tramo como se muestra a continuación:

2
𝑇𝑚á𝑥1 = 54,32 + 0,78𝑇𝑎𝑖𝑟𝑀 − 0,0025𝐿𝑎𝑡12 − 15,14𝑙𝑜𝑔(𝐻 + 25) + 𝑧(9 + 0,61𝜎𝑇𝑎𝑖𝑟𝑀 )0,5

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Donde:
TairM = 32,4 °C
Lat1 = 20,58311°
H = 20 mm
𝛔TairM = 0,79 °C
Z = 2,055 para un 98% de confiabilidad
Sustituyendo los valores de temperatura de la estación, se calcula la temperatura
máxima donde inicia el tramo, Tmáx1:

𝑇𝑚𝑎𝑥1 = 54,32 + 0,78(32,4) − 0,0025(20,58311)2 − 15,14𝐿𝑜𝑔(20 + 25) + 2,055[9 + 0,61(0,792 )]0,5

𝑇𝑚𝑎𝑥1 = 59,8°C

F.1.1.2. Se calcula la temperatura máxima donde termina el tramo, Tmáx2, sustituyendo los
valores correspondientes:

2
𝑇𝑚𝑎𝑥2 = 54,32 + 0,78𝑇𝑎𝑖𝑟𝑀 − 0,0025𝐿𝑎𝑡22 − 15,14𝑙𝑜𝑔(𝐻 + 25) + 𝑧(9 + 0,61𝜎𝑇𝑎𝑖𝑟𝑀 )0,5

Donde:
TairM = 33,3 °C
Lat1 = 19,15814°
H = 20 mm
𝛔TairM = 0,76 °C
Z = 2,055 para un 98% de confiabilidad

𝑇𝑚𝑎𝑥2 = 54,32 + 0,78(33,3) − 0,0025(19,15814)2 − 15,14𝐿𝑜𝑔(20 + 25) + 2,055[9 + 0,61(0,762 )]0,5

𝑇𝑚𝑎𝑥2 = 60,6°C

De acuerdo con las temperaturas máximas Tmáx1 obtenidas de 59,8 °C y de 60,6 °C,
respectivamente, se selecciona aquella que presenta la mayor temperatura máxima Tmaxi.
El cemento asfáltico que puede cumplir con este requisito es el de grado de desempeño PG
64, de acuerdo con la Tabla 2 de la Norma N·CMT·4·05·004, Calidad de Cementos Asfálticos
según su Grado de Desempeño (PG).

F.1.2. Cuando se presente una diferencia de temperatura máxima Tmaxi entre el inicio y fin del
tramo mayor a un grado de desempeño (PG), se divide el tramo en estudio en subtramos
cuya temperatura sea más parecida.

F.1.3. Cálculo de la temperatura mínima Tmíni

F.1.3.1. Con la información de las estaciones climatológicas seleccionadas, se calcula la

temperatura mínima Tmini de donde comienza el tramo; a continuación, se muestra el
cálculo donde inicia el tramo:

2
𝑇𝑚𝑖𝑛1 = −1,56 + 0,72𝑇𝑎𝑖𝑟𝑚 − 0,004𝐿𝑎𝑡12 + 6,26𝐿𝑜𝑔(𝐻 + 25) − 𝑍(4,4 + 0,52𝜎𝑇𝑎𝑖𝑟𝑚 )0,5

Donde:
Tairm = -1,2 °C
Lat1 = 20,58311°
H = 20 mm
𝛔Tairm = 2,055 °C
Z = 2,02 para 98% de confiabilidad

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Sustituyendo con los valores de temperatura de esta estación, se calcula la temperatura

mínima donde inicia del tramo Tmín1:

𝑇𝑚𝑖𝑛1 = −1,56 + 0,72(−1,2) − 0,004(20,58311)2 + 6,26𝐿𝑜𝑔(20 + 25) − 2,055[4,4 + 0,52(2,022 )]0,5

𝑇𝑚𝑖𝑛1 = 1,0 ℃

F.1.3.2. Se calcula la temperatura mínima donde termina el tramo, Tmin2, sustituyendo los
valores correspondientes:

2
𝑇𝑚𝑖𝑛2 = −1,56 + 0,72𝑇𝑎𝑖𝑟𝑚 − 0,004𝐿𝑎𝑡22 + 6,26𝐿𝑜𝑔(𝐻 + 25) − 𝑍(4,4 + 0,52𝜎𝑇𝑎𝑖𝑟𝑚 )0,5

Donde:
Tairm = -0,7 °C
Lat2 = 19,04139°
H = 20 mm
𝛔Tairm = 1,38 °C
Z = 2,055 para 98% de confiabilidad

𝑇𝑚𝑖𝑛2 = −1,56 + 0,72(−0,7) − 0,004(19,04139)2 + 6,26𝐿𝑜𝑔(20 + 25) − 2,055[4,4 + 0,52(1,382 )]0,5

𝑇𝑚𝑖𝑛2 = 2,1 ℃

F.1.4. De acuerdo con las temperaturas mínimas, Tmín1 y Tmín2 obtenidas, de 1,0 °C y de 2,1 °C,
respectivamente, se selecciona aquella que presenta el valor menor de la temperatura
mínima Tmíni. El cemento asfáltico que puede cumplir con este requisito es el de grado de
desempeño PG -16 de acuerdo con la Tabla 2 de la Norma N·CMT·4·05·004, Calidad de
Cementos Asfálticos según su Grado de Desempeño (PG).

F.1.5. Los resultados obtenidos indican que la mezcla asfáltica para el tramo Santiago de
Querétaro-Puebla requiere de un cemento asfáltico con grado de desempeño (PG) 64 -16.

F.2. CLASIFICACIÓN DEL CEMENTO ASFÁLTICO SEGÚN SU GRADO DE DESEMPEÑO (PG)

POR INTENSIDAD DE TRÁNSITO Y VELOCIDAD DE PROYECTO U OPERACIÓN

Continuando con el ejemplo para el que se toman en cuenta los factores de intensidad de tránsito
y velocidad de operación del tramo carretero en estudio, se ha considerado una velocidad mayor
a 70 kilómetros por hora y una intensidad de tránsito (L) total de 13,3 millones de ejes
equivalentes en su vida de diseño; con estos valores y de acuerdo con la Tabla 1 de este Manual,
el cemento asfáltico requerido para el tramo carretero Santiago de Querétaro-Puebla se clasifica
como (PG) 64H-16.

G. REPORTE DE RESULTADOS

Se reporta como resultado del procedimiento, la selección y la clasificación del cemento asfáltico
según su grado de desempeño para el tramo carretero en estudio, de acuerdo con el formato:
PG XX(Letra)- XX, al que se refiere la Cláusula E. de este Manual.

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